Organtransplantationen sind derzeit die einzige Möglichkeit für Patienten, die Ersatzorgane benötigen. Leider ist diese Methode mit Problemen verbunden. Viele sterben einfach, weil sie nicht rechtzeitig ein Organ erhalten. Bei anderen stößt der Körper das Transplantat ab, da das Immunsystem des Körpers das neue Organ als Bedrohung betrachtet und versucht, es zu unterdrücken.
Fortschritte in der Wissenschaft haben nun begonnen, Alternativen zu schaffen. Im Bereich der Biotechnologie ist der Bereich der Organherstellung von großem Interesse. Der Ausdruck menschlichen Gewebes mit 3D-Druckern ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass der Ausdruck eines ganzen Organs in greifbare Nähe rückt. Das in San Diego ansässige Unternehmen Organovo geht davon aus, dass es bis Ende 2014 in der Lage sein wird, eine Leber auszudrucken.
Über Organ Creation
Das Grundkonzept des Organdrucks ist einfach: Es werden Schicht für Schicht menschliche Zellen aufgetragen, um ein Organ zu erzeugen. Ein unmittelbares Hindernis ist der Zelltod, da das Gewebe absterben kann, bevor das vollständig geformte Organ vom Tisch genommen wird. Das Problem der Schaffung eines Gefäßsystems, das die Zellen mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt, hat sich als schwierig erwiesen, ist nun aber teilweise gelöst. Mike Renard, Executive Vice President of Commercial Operations, hat erklärt, dass das Unternehmen Lebergewebe mit einer Dicke von mehr als 500 Mikrometern 40 Tage lang voll funktionsfähig gehalten hat.
Forschern bei Organovo gelang es, Fibroblasten und Endothelzellen zu verbinden, die bei der Bildung von Gefäßnetzwerken helfen. Organovo beschäftigt sich unmittelbar mit der Herstellung von Zellgewebe für die Arzneimittelforschung. Viele dieser Unternehmen arbeiten im kleineren Maßstab und verwenden die 3D-Druckmethode, um bessere pharmazeutische Tests von Medikamenten zu ermöglichen. Bioprinting erhält im Durchschnitt weniger Geld von der Regierung. Derzeit werden weniger als 145 Milliarden TP2 für Bioprinting bereitgestellt, im Gegensatz zu 145 Milliarden TP2 für Krebs und 142,8 Milliarden TP2 für HIV/AIDS. Dies wirft das Feld zurück, da Fortschritte nur durch mehr Tests erzielt werden können.
Es können vier Gewebearten erzeugt werden. In der Reihenfolge vom einfachsten zum komplexesten sind dies: flach, röhrenförmig, hohl, nicht röhrenförmig und fest. Flaches Gewebe wird für die Haut verwendet, aus der Ärzte Hauttransplantate herstellen, die als Bandagen dienen. Röhrenförmiges Gewebe wird für Luftröhren und Blutgefäße verwendet. Hohl, nicht röhrenförmig, wird für Magen und Blase verwendet. Festes Gewebe wird schließlich für Niere, Leber und Herz verwendet. Während Wissenschaftler die ersten drei implantiert haben, entgeht ihnen der letzte Abschnitt. Die festen Organe haben die meisten Zellen pro Fläche, die größte Anzahl an Zelltypen sowie eine größere Blutversorgung, die ein komplexeres Gefäßsystem erfordert.
Die Advanced Manufacturing Technology Group an der University of Iowa beschäftigt sich mit dem Biodruck von Gewebe zur Unterstützung von Organen. Eines ihrer aktuellen Projekte besteht darin, gesundes Pankreasgewebe auf das Organ zu transplantieren, damit dieses die vom Körper benötigte Menge Insulin produzieren kann. Mit dieser Methode wird kein völlig neues Organ benötigt, da das Gewebe das Organ begleitet.
Viele Unternehmen möchten am Ende noch immer ein vollständiges Organ herstellen, das erste vollständig gedruckte Organ könnte noch in diesem Jahr fertig sein. Doch es gibt noch zwei Hindernisse zu überwinden. Das erste sind Beihilfen und Zuschüsse, die für die Tests zur Herstellung eines vollständig implantierbaren Organs erforderlich sind. Das zweite Hindernis sind die strengen Tests, die durchgeführt werden müssen, bevor die Organe transplantiert werden dürfen.
Über SIS International Research
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